【摘要】高中新课程标准确定的能力目标包括操作技能、信息能力和科学探究能力三个方面，其中尤为重视科学探究能力的培养。本文探讨分析了高中生物学新课程中的模型和模型建构，提出了作者的教学认识。
【关键词】新课程标准；高中生物；模型建构
中图分类号：G623.24文献标识码：A文章编号：ISSN1001-2982 （2019）04-172-01
尽管新课程标准首次“重视模型建构”，事实上，构建模型的思想在教育领域的运用中并不陌生。在皮亚杰和早期布鲁纳的思想中已经有了建构的思想。模型是人们按照特定的科学研究目的，在一定的假设条件下，再现原型客体某种本质特征(如结构特性、功能、关系、过程等)的物质形式或思维形式的类似物。建立模型的过程，是一个思维与行为相统一的过程。通过对科学模型的研究来推知客体的某种}生能和规律，借助模型来获取、拓展和深化对于客体的认识方法，就是科学研究中常用的模型方法。
在我们正在使用的新人教生物课本里有许多体现模型的构建思想，如：《分子与细胞》中的细胞模型、细胞器模型、生物大分子模型等均属于实物模型。而大肠杆茵的结构模式图，DNA复制、转录和翻译的示意图，噬菌体侵染大肠杆菌的实验图解等这些都属于思维模型。细胞膜的流动镶嵌学说；酶的作用模型；生物进化理论等则是理论模型。以上的实例可以看出：模型构建的思想已经在高中生物课本里频频出现并在很高的层次上做了要求。
可以看出，高中生物学课程中的模型建构活动，其主要价值是让学生通过尝试建立模型，体验建立模型的思维过程，领悟模型方法，并获得或巩固有关生物学概念。
一、生物教学模型建构对学生能力培养的作用
培养创新能力生物学上的很多问题，有的可以找出答案，有的却没有定论，但这些问题却可以让学生在制作模型时，加深对这些知识的理解，激发学生学习生物学的兴趣。模型建构的过程，也是学生根据自己所获取的知识进行创新的过程。因此，在高中生物学教学中应该充分利用模拟实验及建构模型的机会来培养学生的创新能力。
培养建模思维和建模能力建模思维是学生所认识到的关于建立模型及进行模拟实验必需的理论、概念、原则、方法等方面的知识。而建模能力是在建模思想的指导下，综合建立模型，进行知识或技术创新所必需的知识、理论、技能，最终达到建立模型，完成创新过程的能力。在进行高中生物学教学时应充分利用模拟实验和建构模型的内容培养学生的建模思维和建模能力。
二、高中生物课程中的模型建构
（一）物理模型
“以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征”就是物理模型。用鲜明和深刻的物质形式再现概念的某种本质特征，一方面能丰富了学生感性认识，激起学生极大的好奇心和兴趣，另一方面让抽象变得具体，让概念能“活起来”。
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如在复习“细胞器”时会遇到了很多的概念，我牢牢抓住细胞结构的物理模型实施教学。先让学生完成“任务一：画出一个动物细胞结构图”，然后补充为低等植物细胞图，再补充为高等植物细胞图。在这个过程中，让学生明确了各细胞器的形态及其在动植上的分布。“任务二：观察结构图，从不同角度对细胞器分类”，“任务三：在图上标出分泌蛋白的形成过程”，这两个任务也是建立在细胞结构图的基础上完成的。借助“细胞结构”这个物理模型，任务衔接自然流畅，学生自主性高、兴趣浓，概念逐一突破，把握有效。又如在探讨“生物膜的流动镶嵌模型”时，利用生物膜结构的科学发展史，引导学生分别画出“水——空气”“水——水（类似细胞膜的环境）”界面双层磷脂的排列方式，结合罗伯特森电镜下细胞膜暗——亮——暗的三层结构和人鼠细胞融合的实验推出磷脂和蛋白质的排列方式，最后得出生物膜的流动镶嵌模型。在建模过程中，学生思维活跃，参与度高，过程化、直观性的掌握了“生物膜的流动镶嵌模型”。
（二）数学模型
“数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式”。通过“数学化构造数学模型”的过程来认识生物学概念的方法，称为数学模型方法，其主要表现形式有等式或不等式（用字母、数字和其他数学符号构成）、数理逻辑的图表（曲线图、集合图示等）等。
如学习“蛋白质的形成”时，对于肽链的肽键数、分子量、所需密码子的个数，脱氧核苷酸数等的计算，实质就是引入了数学等式进行的分析。类似的学习还有“DNA分子的结构”和“DNA分子的复制”中碱基数、链数等的计算，种群基因频率和基因型频率的预测，食物链中个各营养级的能量传递预测和分析等等，这些概念都可以采用数学模型来研究和分析。这种数学模型对生物概念描述严谨精确，往往要借助物理模型进行逻辑推导，对学生的计算能力也有一定的要求。在教学中，要渗透数形结合的意识，适当引入数学中拆分、合并、合分比等概念。
（三）概念模型
概念模型是指“以文字表述来抽象概括出事物本质特征的模型”。概念模型较为抽象,在实施过程中，趣味性和直观性不高,使用频率上不如物理模型和数学模型。
构建概念模型有两种基本方法：一是从大量具体例子出发，从学生的实际经验的肯定例证中，以归纳的方法概括出一类事物的本质属性，即归纳式概念学习方法。如必修一中“生命活动离不开细胞”这一概念的形成就是这种形式。另一种是利用学生认知结构中已有的生物概念，以文字定义的方式直接揭示新概念的本质属性，从而获得新概念的过程，即同化式概念学习方法。
总之，模型方法的精髓乃是体现在探索与发现之中,不亲身经历这些探索,很难发现其中的要素与关键之所在。我们应该根据新课程改革的要求，积极开展构建模型教学，通过变式训练，促进学生自觉运用模型方法理解和交流他们的学习，形成一个自动化的过程，使学生在具体的操作或运用中获得科学知识和提高探究学习能力。
参考文献
[1]邢红军.论科学教育中的模型方法教育[J].教育研究,1997(7):53-56.
[2]游隆信.生物学概念的教学策略探析[J].生物学教学,2005,30(2):46.
论文作者:杨宁
论文发表刊物:《中小学教育》2019年4月4期
论文发表时间:2019/4/8
标签：模型论文; 概念论文; 生物学论文; 过程论文; 建模论文; 能力论文; 学生论文; 《中小学教育》2019年4月4期论文;